HU211806B - Rotational pulverizer and air deflector for it - Google Patents
Rotational pulverizer and air deflector for it Download PDFInfo
- Publication number
- HU211806B HU211806B HU9203395A HU9203395A HU211806B HU 211806 B HU211806 B HU 211806B HU 9203395 A HU9203395 A HU 9203395A HU 9203395 A HU9203395 A HU 9203395A HU 211806 B HU211806 B HU 211806B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- air channel
- atomizer
- primary
- secondary air
- tube
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/04—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying action being obtained by centrifugal action
- F23D11/06—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying action being obtained by centrifugal action using a horizontal shaft
Abstract
Description
A találmány tárgya rotációs porlasztó, amelynek a porlasztandó anyagot adagoló szerkezete és az egyik irányban meghatározott fordulatszámmal forgó porlasztóeleme, például tárcsája van, ahol a porlasztandó anyag a tárcsa középső részéhez van hozzávezetve.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a rotary atomizer having a device for delivering the material to be atomized and an atomizing element, such as a disk, which rotates in one direction at a rotational speed, wherein the material to be atomized is guided to
A találmány tárgyát képezi ezenkívül légterelő elrendezés rotációs porlasztókhoz, amely adott tengely körül forgó porlasztóelemet, kerületi tartományához irányított gyűrű alakú primer levegő csatornát, valamint a primer levegő csatornát körülvevő szekunder levegő csatornát tartalmaz.The invention further relates to an air deflector arrangement for rotary atomisers comprising a nozzle rotating about a given axis, an annular primary air channel directed to its circumferential region and a secondary air channel surrounding the primary air channel.
Az olajtüzeléshez használt rotációs porlasztók serleges porlasztóként vannak kialakítva, ahol egy forgó serleg felületének a forgásponthoz közeli szakaszához folyékony tüzelőanyagot vezetnek, amely a forgó felületen szétterül. A forgó felület és a vele érintkező folyadék között érintőirányú súrlódási erő keletkezik, ami a folyadékot forgatni igyekszik. A forgás révén felgyorsított tüzelőanyag, melyre a centrifugális erő is hat, vékony rétegben kifelé áramlik, a kerületnél leválik és cseppekre szakadva kirepül. A repülési pálya iránya a fordulatszámtól, az áramló volumentől, a tüzelőanyag viszkozitásától és számos egyéb paramétertől függően az érintőirány és a sugárirány közé esik, jó közelítéssel azonban érintőirányúnak tekinthető.Rotary atomisers for oil firing are designed as a bucket atomiser, where a liquid fuel is introduced into a portion of the surface of a rotating cup near the pivot point, which is distributed over the rotating surface. A tangential frictional force is created between the rotating surface and the fluid in contact with it, which tends to rotate the fluid. The fuel accelerated by the rotation, which is also affected by the centrifugal force, flows outward in a thin layer, separates at the periphery and flies off in droplets. Depending on speed, flow, fuel viscosity and many other parameters, the path of the flight path is between tangential and radial, but with good approximation is considered tangential.
A rotációs porlasztás különböző változatait ismerhetjük meg például a DE 3 047 582 C2 és a DE 2 706 520 Al közleményekből.Various versions of rotary atomization are known, for example, from DE 3 047 582 C2 and DE 2 706 520 A1.
Ha két egymással párhuzamos, együtt forgó tárcsa közé a forgáspont közelében folyadékot vezetünk, akkor a tárcsák és a folyadékréteg közötti érintkezésnél a csőben áramló folyadékokhoz hasonló áramlási kép alakul ki: közvetlenül a tárcsa felületénél a réteg és a tárcsa között egy adott fordulatszám határértékig elcsúszás még nincs, a tárcsa felületétől távolodva azonban a folyadékrészecskék és a forgó felület között a sebességkülönbség a tárcsák között lévő térköz feléig egyre növekszik. A tárcsák közötti térben az áramló folyadék sebessége is változik, ezért a tárcsák széléről leváló folyadékrészecskék mérete a változó sebességből adódóan különböző lesz. Az ilyen porlasztás inhomogén cseppméretet eredményez, és ez az égési folyamat szempontjából hátrányos. A változó cseppméret és az ehhez tartozó változó közegellenállás hatására a kisebb cseppek hamarabb elvesztik sebességüket, a náluk gyorsabb nagyobb méretű cseppek az előttük kirepült kisebb cseppek közül többet utolérnek, nekiütköznek és velük egyesülnek. Az ilyen rekombináció a cseppeloszlás inhomogenitását tovább növeli.When a fluid is introduced between two parallel co-rotating discs near the point of rotation, a fluid flow pattern is formed at the contact between the discs and the fluid layer; , however, as the distance from the surface of the discs increases, the velocity difference between the fluid particles and the rotating surface increases to half the space between the discs. The velocity of the fluid flowing in the space between the discs will also vary, so the size of the liquid particles from the edge of the discs will vary with the variable rate. Such atomization results in an inhomogeneous droplet size and is disadvantageous for the combustion process. As a result of the variable droplet size and associated fluid resistance, smaller droplets lose their velocity faster, larger droplets faster than them catch, collide with, and merge with many of the smaller droplets flown before them. Such recombination further increases the inhomogeneity of the droplet distribution.
Ha egy adott méretű és meghatározott sebességgel forgó tárcsához nagyobb mennyiségű folyadékot vezetünk, akkor a radiális áramlási sebesség megnő, és a tárcsa széleinél leváló cseppek iránya mindinkább a radiális irányhoz közelít. A cseppek levegővel való összekeverésénél erre is figyelemmel kell lenni.When a greater amount of liquid is introduced into a disc of a given size and at a specified speed, the radial flow rate increases and the direction of the droplets at the edges of the disc becomes closer to the radial direction. Care should be taken when mixing droplets with air.
A cseppek leszakadási sebességét a porlasztóelem fordulatszámának növelésével sem lehet egy adott határon túl növelni, mert a forgó felület nem tud a rajta elterülő folyadékra a kialakuló súrlódási erőnél nagyobb gyorsítóerőt kifejteni.The droplet drop rate cannot be increased beyond a given limit by increasing the speed of the nozzle, because the rotating surface cannot exert a greater acceleration force than the frictional force generated on the fluid.
A rotációs porlasztással széles mérettartományt átfogó cseppméret-eloszlást kapunk, és az átlagos cseppméret egy adott határ alá nem csökkenthet.Rotary atomisation produces a wide range of droplet size distributions and the average droplet size cannot fall below a given range.
A kirepülő cseppek levegővel való elkeverése és a keletkező füstgázok káros összetevőinek csökkentése szempontjából szükség lenne az eddig ismert megoldásoknál kisebb átlagos méretű és egyenletesebb eloszlású cseppeket eredményező porlasztási eljárás és azt eredményező porlasztó berendezés létrehozására.In order to mix the droplets with air and to reduce the harmful constituents of the flue gases produced, it would be desirable to provide a spraying process and a spraying device resulting in smaller average size and more uniformly distributed droplets.
A rotációs porlasztáson alapuló olajégők működését a porlasztás jellemzőin kívül alapvetően befolyásolja a levegő-hozzávezetés megoldása. A forgó serleget tangenciálisan elhagyó, kifelé repülő finom cseppeket tengelyirányban előre a lángtér irányába kell terelni. Az itt említett feltételeken kívül gondoskodni kell arról, hogy a porlasztott tüzelőanyag a levegővel megfelelő módon keveredjen. Amennyiben az olajégőt állítható teljesítményűre kell méretezni, ahol az időegység alatt felhasznált tüzelőanyag mennyisége például 1:5től 1:10-ig terjedő határok között változtatható, akkor a levegőadagolásra vonatkozó feltételeket a teljes szabályozási tartományon belül biztosítani kell.In addition to the characteristics of the atomization, the operation of oil burners based on rotary atomization is fundamentally influenced by the solution of air supply. Fine outward droplets leaving the rotating cup tangentially outwards shall be axially forward to the flame. In addition to the conditions mentioned here, care must be taken to ensure proper mixing of the atomised fuel with air. If the oil burner has to be sized to adjustable power, where the amount of fuel used per unit time can be varied, for example, in the range of 1: 5 to 1: 10, then the conditions for air supply should be provided throughout the control range.
A hivatkozott DE 2 706 520 sz. német közrebocsátási irat szerinti megoldásnál a primer levegőt szállító fúvóka a serleg kilépési tartományánál keskeny gyűrű alakú nyílással rendelkezik, és ezen a primer levegő, mely előzőleg a hossztengely körüli perdületet is kapott, tengelyirányban áramlik kifelé, miközben a porlasztón tüzelőanyagot magával sodorja. A szekunder levegőt tápláló fúvóka közvetlenül a primer levegő fúvókáját veszi körül, ezért a szekunder levegő és a primer levegő találkozási zónájánál a sebességkülönbségek miatt örvénylés keletkezik.DE 2 706 520 is incorporated herein by reference. In the German Patent Application, the primary air supply nozzle has a narrow annular aperture at the outlet region of the bucket, in which the primary air, which has previously received a longitudinal rotation, flows outwardly as it coils the atomizer fuel. The secondary air supply nozzle directly surrounds the primary air nozzle, causing swirling of the velocity difference at the interface between the secondary air and the primary air.
A primer és szekunder levegő koncentrikus, egymást közvetlenül határoló körgyűrű keresztmetszetű csatornákban való adagolását ismerteti Kiss Endre: Olajtüzelés c. könyve (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1970), a 99. ábrán, valamint a 178-180. ábrákon és a hozzátartozó szövegrészekben. A nehézséget az ilyen megoldásoknál az képezi, hogy a primer levegő áramlási volumenét döntően a tüzelőanyag-felhasználás, sebességét pedig főleg a porlasztón részecskék mérete és kilépési sebességvektora határozza meg. Ehhez kell választani a szekunder levegő áramlási paramétereit. Egy adott légcsatorna keresztmetszet mellett ezeket a feltételek nem lehet a tüzelőanyag-mennyiség teljes szabályozási tartományán belül biztosítani. A rotációs porlasztáson alapuló olajégőknél ezért a tüzelőanyag-mennyiség szabályozási tartományát lényegesen lecsökkentik vagy több égőfejjel több munkapontot állítanak be.The introduction of primary and secondary air into concentric, directly adjacent annular passageways is described in Endre Kiss: Oil Burning. (Technical Publishers, Budapest, 1970), figure 99 and pages 178-180. and the accompanying text. The difficulty with such solutions is that the primary air flow rate is mainly determined by the fuel consumption, and its speed is mainly determined by the size of the atomizer particles and the exit velocity vector. For this, the secondary air flow parameters must be selected. With a given duct cross section, these conditions cannot be met within the full range of fuel control. For oil burners based on rotary atomisation, therefore, the fuel range control range is significantly reduced or more operating points are set with more burners.
A találmány feladata egyrészt olyan rotációs porlasztó létrehozása, amelynél a porlasztás minősége lényegesen javítható, azaz amelynek révén kisebb cseppméretet és egyenletesebb cseppméret-eloszlást kapunk, másrészt a primer és szekunder levegő adagolással kapcsolatos említett problémák csökkentése és ezzel kedvezőbb füstgáz-paraméterek elérése, valamint a tüzelőanyag-mennyiség szabályozási tartományának növelése.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a rotary nebulizer which significantly improves the atomization quality, i.e. to obtain a smaller droplet size and a smoother droplet size distribution, and to reduce said problems with primary and secondary air supply and thereby achieve better flue gas parameters. -increase the amount control range.
HU 211 806 ΒHU 211 806 Β
A kitűzött feladat megoldásához az a felismerés vezetett, hogy a hagyományos rotációs porlasztásnál használt porlasztótárcsát egy hozzá képest nagy sebességgel ellentétes irányban forgó lapátkerekes porlasztóelemmel kell körülvenni, amelynek lapjaiba a kirepülő és már előporlasztott folyadékcseppek nagy sebességgel nekiütköznek, a lapfelületen elterülve vékony, sugárirányban kifelé áramló folyadékréteget képeznek, amely a kerületet elérve egyenletes, finom cseppekben szakad le.In order to solve this problem, it has been realized that the atomizing disk used in conventional rotary atomization has to be surrounded by a rotating impeller which rotates at a high speed in the opposite direction to which the drops of liquid flowing out and pre-atomized they form, which, when reaching the perimeter, break off into even, fine droplets.
A találmány első aspektusa szerint rotációs porlasztót hoztunk létre, amelynek a porlasztandó anyagot adagoló szerkezete és az egyik irányban meghatározott fordulatszámmal forgó tárcsája van, ahol a porlasztandó anyag a tárcsa középső részéhez van hozzávezetve, és a találmány szerint a tárcsát egy lapátkerék teljesen körülveszi, a lapátkerék nagyszámú porlasztólappal rendelkezik, amelyek között sugárirányú hornyok vannak, a lapátkerék a tárcsa forgási irányával ellentétes irányban forog, ahol a tárcsa széléről kifelé repített anyagrészecskék a porlasztólapoknak ütköznek, irányt változtatnak és általuk felgyorsulnak, és a sugárirányú hornyokon való keresztülhaladás után finom szemcsékre szakadva kifelé repülnek.According to a first aspect of the invention, there is provided a rotary atomizer having a material dispensing device and a rotatable disc rotating in one direction, wherein the material to be atomized is guided to a central portion of the disc and completely surrounded by a paddle wheel; it has a plurality of nozzle blades having radial grooves between them, the impeller rotating in a direction opposite to the direction of rotation of the disc, where particles flung outwardly from the rim of the disc collide with the nozzles, change direction and accelerate through the recess grooves.
Egy előnyös kiviteli alaknál a tárcsával párhuzamos helyzetben, attól térközzel elválasztva egy másik vele együtt forgatott tárcsa helyezkedik el, és a porlasztandó anyag első felgyorsítása a két tárcsa között kialakuló gyűrű alakú térben következik be.In a preferred embodiment, a second rotating disc is disposed in a position parallel to, and spaced apart from, the disk, and the first acceleration of the material to be atomized occurs in the annular space formed between the two discs.
A tárcsa célszerűen első motor tengelyéhez, a lapátkerék pedig egy második motor tengelyéhez kapcsolódik, az első motor tengelye a második motor tengelyének egy axiális furatán vezet keresztül és abban csapágyazással van megvezetve.The disc is preferably connected to a first motor shaft and the impeller to a second motor shaft, the first motor shaft passing through an axial bore of the second motor shaft and guided therein by a bearing.
A porlasztandó anyag hozzávezetése legcélszerűbben az első motor tengelyén kiképzett axiális furaton keresztül oldható meg.The introduction of the material to be sprayed is most preferably accomplished through an axial bore in the shaft of the first motor.
A porlasztás akkor kedvező, ha a tárcsa és a lapátkerék relatív fordulatszáma legalább 15.000 ford./perc, előnyösen azonban legalább 30 000 ford./perc, 1,8 l/ó tüzelőanyag mennyiségnél.Spraying is advantageous if the relative speed of the blade and the impeller is at least 15,000 rpm, but preferably at least 30,000 rpm, at 1.8 l / h.
Olajégő kialakításánál a levegőadagolás szempontjából kedvező, ha a két motor egy első csőben tengelyirányban egymás mögött helyezkedik el és abban primer levegő számára gyűrű alakú szellőzőcsatorna képződik, a cső a lapátkerékhez közeli tartományban kúposán összeszűkül, és az első csövet szekunder levegő hozzávezetésére második cső veszi körül.In the design of the oil burner, it is advantageous for the air supply to be provided that the two motors are axially behind one another in a first tube and form an annular vent passage for primary air, tapered in the proximal region of the impeller and a second tube.
A levegőadagolás szempontjából előnyös, ha a lapátkereken kiképzett horonysor zónájához csatlakozó, keskeny gyűrű alakú szájnyílással rendelkező primer levegő csatornája, valamint ezen csatornától sugárirányban térközzel elválasztott gyűrű alakú szájnyílással rendelkező szekunder levegő csatornája van, és a térköznek megfelelő gyűrű alakú tartományt szita zárja le, amely mögött a szekunder levegő csatornával részben közlekedő tér van.It is advantageous for air supply to have a primary air channel with a narrow annular opening connected to a zone of the groove formed on the paddle wheels, and a secondary air channel having a circularly spaced annular region with a circularly spaced secondary air channel radially spaced from this channel. there is a space partially communicating with the secondary air channel.
Itt célszerű, ha a primer levegő csatornát egyrészt az első cső végéhez csatlakozó előre szűkülő kúpos szakasz, valamint egy a lapátkerék mögött elhelyezett persely által meghatározott járat, másrészt a persely és a tengely és a lapátkereket tartó elem külső palástja között kialakuló járat képezi, ahol ez utóbbi járat a primer levegőt tápláló térrel közlekedik.Here, it is desirable that the primary air channel is formed by a pre-tapered conical section connected to the end of the first tube and a passageway formed by a bushing behind the impeller, and a passageway between the bushing and the outer periphery of the shaft the latter passes through the primary air supply space.
A találmány második aspektusa szerint légterelő elrendezést is létrehoztunk rotációs porlasztókhoz, amely adott tengely körül forgó porlasztóelemet, ehhez irányított gyűrű alakú primer levegő csatornát, valamint a primer levegő csatornát körülvevő szekunder levegő csatornát tartalmaz, és a találmány szerint a primer és szekunder levegő csatornák szájnyílása között gyűrű alakú térköz van kiképezve, amit szita zár le, amely mögött a szekunder levegő csatornával részben közlekedő elkülönített tér van.According to a second aspect of the invention there is provided an air deflector arrangement for rotary atomisers comprising a nozzle rotating about a given axis, a directed annular primary air channel and a secondary air channel surrounding the primary air channel, and according to the invention an annular space is formed, which is closed by a screen behind which is a separated space partially communicating with the secondary air channel.
Az előirányzott hatás szempontjából előnyös, ha a térköz sugárirányú mérete nagyobb a primer levegő csatorna szájnyílásának sugárirányú méreténél.It is advantageous for the intended effect if the radial dimension of the gap is larger than the radial size of the mouth of the primary air channel.
Egy előnyös kiviteli alaknál a szita mögötti teret a primer levegő csatorna külső falának kúpos szakasza és egy persely határozza meg, amelyen a szekunder levegő csatornával közlekedő furatok vannak.In a preferred embodiment, the space behind the screen is defined by the conical portion of the outer wall of the primary air channel and a bushing having holes in the secondary air channel.
Egy további kiviteli alaknál a perselynek tengelyirányban csökkenő átmérőjű külső palástja van, amely az előre irányban kúposán összetartó szekunder levegő csatorna belső határoló felületét képezi.In a further embodiment, the sleeve has an outer circumference of axially decreasing diameter, which forms the inner boundary surface of a secondary air channel which is conically joined in the forward direction.
A találmány szerinti rotációs porlasztó egyenletes méreteloszlású, kisméretű, tangenciálisan kirepülő cseppeket állít elő, és légbevezetése révén füstgázöszszetétele kedvező, az égés az ideálishoz közel van.The rotary nozzle of the present invention produces uniformly sized, small, tangentially flowing droplets and, through its air inlet, has a favorable flue gas composition, combustion close to ideal.
A találmány szerinti légterelő elrendezés a rotációs porlasztók beállítását könnyíti, az égést kedvező irányban befolyásolja.The air deflector arrangement according to the invention facilitates the adjustment of the rotary atomisers and has a positive effect on combustion.
A találmány szerinti rotációs porlasztót és a légterelő-elrendezést a továbbiakban példák kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az:The rotary atomiser and air deflector arrangement of the present invention will now be described in more detail by way of example only, with reference to the drawing. The drawing shows:
1. ábra a rotációs porlasztó hosszmetszete, aFigure 1 is a longitudinal sectional view of the rotary atomizer, a
2. ábra a rotációs porlasztó elölnézete, és aFig. 2 is a front view of the rotary atomizer and a
3. ábra egy előnyös kiviteli alak elülső szakaszának félmetszete.Figure 3 is a sectional side view of a front section of a preferred embodiment.
Az 1. és 2. ábrákon vázolt rotációs porlasztó folyékony tüzelőanyag porlasztására alkalmas, amelynek adagolása 1 tápvezetéken keresztül történik. Az 1 tápvezeték vége forgó csatlakozáson keresztül 2 adagoló csőhöz csatlakozik. A 2 adagoló cső érintkező nélküli 3 motor tengelyének axiális furatán vezet keresztül és a ahhoz van rögzítve. A 3 motor üzemi fordulatszáma 5000 ford./perc körül van, és vele együtt ilyen fordulatszámmal forog a 2 adagoló cső is.The rotary atomizer shown in Figures 1 and 2 is suitable for spraying liquid fuel, which is fed through a supply line. The end of the supply line 1 is connected to a dispensing tube 2 via a rotary connection. The dosing tube 2 passes through and is fixed to an axial bore of the shaft 3 of the contactless motor. The motor 3 has an operating speed of about 5000 rpm and the feed tube 2 rotates with this speed.
A 3 motor előtt háromfázisú 4 motor helyezkedik el, amely magas fordulatszámmal (40 000 ford./perc körül) az ellenkező irányban forog. A második 4 motornak is axiális furattal ellátott tengelye van, és a 2 adagoló csőnek a 3 motorból kinyúló szakasza ezen a furaton vezet keresztül, de a motortengely a 2 adagoló csőtől megfelelő térközzel van elválasztva. A 2 adagoló csövet, mely a példakénti esetben nincs közvetlenül a nagy fordulatszámú 4 motor tengely furatában csapágyazva, a berezgés ellen teflonból készült 5 távtartó gyűrűk védik. Az 5 távtartó gyűrűk egymástól és a 2 adagoló cső külső végén kialakított 12 csapágytól, mintIn front of the motor 3 there is a three-phase motor 4 which rotates in the opposite direction at high speed (about 40,000 rpm). The second motor 4 also has an axial bore and the portion of the dosing tube 2 extending from the motor 3 passes through this bore, but the motor shaft is separated from the dosing tube by a suitable spacing. The metering tube 2, which in this case is not directly mounted in the bore of the high-speed motor shaft 4, is protected against vibration by spacer rings 5 made of Teflon. The spacer rings 5 are separated from one another and bearings 12 formed at the outer end of the dispensing tube 2 as
HU 211 806 Β megtámasztási helytől tengelyirányban szabálytalan közökben vannak elrendezve, és helyzetük egy Besselfüggvény gyökhelyeinek felel meg, mert a periodikus berezgés veszélyét az így megválasztott támasztás minimálisra csökkenti.EN 211 806 Β are axially spaced from the support position and correspond to the roots of a Bessel function, because the support chosen so minimizes the risk of periodic vibration.
A háromfázisú 4 motort 6 persely veszi körül, amely sugárirányú 7 távtartó bordák segítségével egy tengelyirányú első 8 csőben helyezkedik el. A 8 cső és a 6 persely között a 7 távtartó bordák magasságának megfelelő radiális méretű szellőzőcsatorna keletkezik, amelyet primer levegő szállítására használunk. Az első 3 motor a nagy fordulatszámú 4 motor mögött szintén bordákkal van a 8 csőhöz rögzítve.The three-phase motor 4 is surrounded by a bushing 6 which is located in an axial first tube 8 by means of radial spacers 7. Between the tube 8 and the bushing 6, a radially sized ventilation duct is formed, which is used to convey primary air. The first motor 3 is also secured to the tube 8 behind the high speed motor 4.
A 8 csövet vele koaxiális helyzetű, nála nagyobb belső átmérőjű 9 külső cső veszi körül, és közöttük szekunder levegőt szállító szellőzőcsatorna képződik. A 8 csövet a 9 külső csővel a rajzon nem vázolt sugárirányú bordák kötik össze és így közös szerkezeti egységet alkotnak.The tube 8 is surrounded by an outer tube 9 coaxial to it and having an internal diameter greater than its diameter and forming a ventilation duct carrying secondary air therebetween. The tube 8 is connected to the outer tube 9 by radial ribs (not shown) and thus forms a common structural unit.
A háromfázisú 4 motor szabad végéhez hengeres kiképzésű 11 tartóelem van rögzítve, amelyben nagyszámú (például 48... 52) sugárirányú horony van kiképezve. A hornyolt 11 tartóelem hengeres szakaszán ezáltal 10 lapátkerék képződik, amelynek egy-egy porlasztólapját a hornyok között maradó fal képezi.At the free end of the three-phase motor 4 is mounted a cylindrical support 11 in which a plurality of radial grooves (e.g. 48 ... 52) are formed. The cylindrical section of the grooved support 11 thus forms a paddle wheel 10, each of which has a nozzle plate formed by a wall between the grooves.
A tüzelőanyagot vezető 2 adagoló cső vége nagy fordulatszámokra méretezett 12 csapágyon keresztül forgathatóan van a 11 tartóelemhez rögzítve. A 2 adagoló cső végéhez két, egymástól térközzel elválasztott előporlasztó 13 tárcsa csatlakozik, amelyek között 0,30,5 mm szélességű keskeny gyűrű alakú csatorna képződik, amivel a 2 adagoló cső belső tere a rajzon nem vázolt nyíláson keresztül közlekedik. A 10 lapátkerék lapátjai ezen gyűrű alakú csatorna külső gyűrű alakú nyílása körül, attól és egymástól meghatározott távolságra helyezkednek el. A belső 8 cső egy kúpos szűkülete a primer levegőt a 10 lapátkerékhez tereli.The end of the fuel supply duct 2 is pivotally mounted to the support 11 via bearings 12 designed for high speed. At the end of the dispensing tube 2 are connected two spaced-apart pre-atomizing discs 13, between which a narrow annular channel of 0.30.5 mm is formed, through which the inner space of the dispensing tube 2 passes through an opening not shown. The impellers of the impeller 10 are located at, and at a defined distance from, the outer annular opening of this annular channel. A tapered constriction of the inner tube 8 directs the primary air to the impeller 10.
A 3. ábrán a találmány szerinti rotációs porlasztó egy másik kiviteli alakjának az elülső része látható. A 4 motor 14 tengelyének végére hengerben folytatódó csonkakúp alakú 11 tartóelem van rögzítve, amelynek hengeres szakaszán szikraforgácsolással kialakított 15 horonysor van, és a hornyok között lévő falak alkotják a 10 lapátkereket. A 11 tartóelemnek a 15 horonysor előtti részéhez 16 zárókúp csatlakozik. A 16 zárókúp feladata a 10 lapátkerék belső terének a lezárása és a 12 csapágy, valamint a 13 tárcsa megvédése a lángtér felől érkező sugárzó hőtől.Figure 3 is a front view of another embodiment of a rotary atomizer according to the invention. At the end of the shaft 14 of the motor 4, a cylindrical section 15 is provided with a truncated cone-shaped support element 11, the cylindrical section of which has a groove 15 and the walls between the grooves form the impeller 10. A closure cone 16 is connected to the portion of the support 11 in front of the groove 15. The purpose of the closing cone 16 is to seal the interior of the impeller 10 and to protect the bearing 12 and the disk 13 from the radiant heat coming from the flame chamber.
A 14 tengely belsejében vezetett 2 adagoló cső végére szoros illesztéssel 13a belső tárcsa agyrésze van felhúzva, és a 12 csapágy ezen agyrész külső palástja és a 11 tartóelem belső fala között helyezkedik el. A 13b külső tárcsa több 17 kötőelemen keresztül a 13a belső tárcsához van rögzítve.At the end of the feed tube 2 guided inside the shaft 14, the hub part of the inner disc 13a is pulled tightly and the bearing 12 is located between the outer periphery of this hub part and the inner wall of the support element 11. The outer disk 13b is secured to the inner disk 13a through a plurality of fasteners 17.
A 8 cső elől tengelyirányban szűkülő 18 kúpos szakaszban, majd ennek végéhez csatlakozó hengeres 19 csonkban folytatódik. A 19 csonk eleje a 15 horonysor kezdetéig nyúlik. A 18 kúpos szakasz alatt a 4 motor hengeres 20 perselyt tart, amely elől a 19 csonk homloksíkjáig ér és attól, valamint a 11 tartóelemtől egy-egy keskeny gyűrű alakú rés választja el. A 20 persely hátsó szakaszán 21 furatok vannak, amelyen keresztül a 8 cső belsejében előre áramló primer levegő egy része a 14 tengely és a 11 tartóelem külső palástja mentén áramlik és ezen felületeket, valamint a 11 tartóelemen keresztül a hőre érzékeny 12 csapágyat hűti. A primer levegő nagyobb része a 19 csonk és a 20 persely között kialakuló gyűrű alakú légcsatornán keresztül közvetlenül a 15 horonysoron kiáramló porlasztott tüzelőanyag pályáját keresztezi. A primer levegő áramlását a 3. ábrán a pontvonallal ábrázolt nyilak jelölik.It continues in a conical section 18 narrowing axially in front of the tube 8 and then in a cylindrical stub 19 connected to its end. The beginning of the stub 19 extends to the beginning of the row 15. During the conical section 18, the motor 4 holds a cylindrical sleeve 20 which reaches from the front to the front face of the stub 19 and is separated by a narrow annular slot from the support 11. The rear portion of the sleeve 20 has holes 21 through which a portion of the primary air flowing forward within the tube 8 flows along the outer periphery of the shaft 14 and the bracket 11 and cools these surfaces and the heat-sensitive bearing 12 through the bracket 11. Most of the primary air passes directly through the annular duct formed between the nozzle 19 and the sleeve 20 directly through the orifice of the fuel flowing out through the groove 15. The flow of primary air is indicated by the dotted arrows in Figure 3.
A szekunder levegő a 9 külső cső belseje és a 8 cső külső felülete között áramlik előre. A 9 külső cső vége a példakénti kiviteli alakoknál lángtartó 9a csőként van kiképezve. A 3. ábra esetében a 9 csőhöz 22 elemen csatlakozik, és ennek folytatása a 9a lángtartó cső. A 22 elem üreges belső tere kúposán táguló 22a szakaszból és kúposán szűkülő 22b szakaszból áll. A 8 csőre a 18 kúpos szakasz kezdeténél 23 légterelő persely van rögzítve, amelynek külső palástja a 22a és 22b szakaszokkal párhuzamos kontúrral rendelkezik és azonos szélességű, kúposán befelé irányuló 24 szekunder levegő csatornát határoz meg. A 23 légterelő persely, valamint a 18 kúpos szakasz külső palástja között kialakuló 25 teret elől 26 szita záija le, amelynek a tengelyre merőleges felülete közvetlenül a 15 horonysor kezdete előtt van. A 25 tér hátul 27 furatokon keresztül a 24 szekunder levegő csatornával közlekedik. A 26 szita célszerűen fémháló, de kialakítható perforált fémlemezből vagy más nyílásokkal ellátott hőálló elemből is.Secondary air flows between the inside of the outer tube 9 and the outer surface of the tube 8. In the exemplary embodiments, the end of the outer tube 9 is formed as a flame-retaining tube 9a. In the case of Fig. 3, the tube 9 is connected to the element 22, and this is continued by the flame-retaining tube 9a. The hollow interior of the element 22 comprises a conically expanding section 22a and a conically tapering section 22b. At the beginning of the conical section 18, an air deflector sleeve 23 is attached to the tube 8, the outer periphery of which has a contour parallel to the sections 22a and 22b and defines a conically inwardly directed secondary air channel 24. The space 25 formed between the air deflector sleeve 23 and the outer circumference of the conical section 18 is screened by a screen 26 having a surface perpendicular to the axis immediately before the start of the groove 15. The space 25 at the rear passes through holes 27 through the secondary air channel 24. The screen 26 is preferably a metal mesh, but may also be formed from a perforated metal plate or a heat-resistant element with other openings.
A teljesség kedvéért említendő, hogy a 9 külső csőre 28 karima van erősítve, és a porlasztó szerkezetet a 28 karimasegítségével lehet a kazánra szerelni.For the sake of completeness, it is to be noted that the outer tube 9 is provided with a flange 28, and the atomization device 28 can be mounted on the boiler using the flange 28.
A találmány szerinti rotációs porlasztó működése a következő:The operation of the rotary atomiser according to the invention is as follows:
A folyékony tüzelőanyag az első 3 motorral együtt forgó 2 adagoló csövön keresztüláramlik és a 13a és 13b tárcsák között lévő gyűrű alakú térbe kerül. A 13a és 13b tárcsák forgása miatt a folyadék a tárcsafalak között vékony réteget képezve, spirális alakzatban, gyorsulva áramlik. A 13 tárcsák külső szélének elérése után a folyadék finom cseppekben kirepül. A repülési szög függ a 13 tárcsák fordulatszámától és a tüzelőanyag belső súrlódási tényezőjétől és inkább érintőmint sugárirányúnak tekinthető.The liquid fuel flows through the metering tube 2 rotating with the first motor 3 and enters the annular space between the discs 13a and 13b. Due to the rotation of the discs 13a and 13b, the fluid flows between the disc walls to form a thin layer, accelerating in a spiral shape. After reaching the outer edges of the discs 13, the liquid is expelled in fine droplets. The flight angle depends on the rotational speed of the discs 13 and the internal friction coefficient of the fuel and is rather tangent to radial.
A 4 motor által az ellenkező irányban nagy sebességgel forgatott 11 tartóelemen kialakított réseken áramló levegő a 11 tartóelem rései felé repülő cseppekre szívóhatást fejt ki, és ez a tüzelőanyag-cseppecskék áramlási sebességét fokozza. A réseket elválasztó lapátok (illetve horonyfalak) között a távolságot, valamint a hornyok sugárirányú méretét (magasságát) úgy választottuk meg, hogy még a legkedvezőtlenebb esetben is minden cseppecske egy horonyfalnak ütközzön. Az ütközés rugalmatlan és 78-80 m/s sebesség mellett következik be, ami a szabadon repül cseppek sebességének (ez 3-5 m/s között van) és a velük szemben forgó horonyfal sebességének (75-76 m/s) eredőjeként adódik. Eredményül a falon nagyon vékony (14 pm körüli) film alakul ki, amely nagy sebességgel kifelé áramlik.The air flowing through the slots formed by the motor 4 in the slots rotated at a high speed in the opposite direction causes the drops flying towards the slots in the slots 11 to suck and increases the flow rate of the fuel droplets. The distance between the blades separating the slits (or groove walls) and the radial dimension (height) of the grooves were chosen so that, even in the worst case, each droplet would collide with a groove wall. The collision is inflexible and occurs at a speed of 78-80 m / s as a result of the velocity of the free-flying droplets (3-5 m / s) and the velocity of the groove against them (75-76 m / s). As a result, a very thin film (about 14 pm) is formed on the wall and flows outwards at high speed.
HU 211 806 ΒHU 211 806 Β
A porlasztás akkor következik be, amikor a vékony folyadékréteg eléri a horonyfal külső szélét és onnan leszakad. Az egyenletes rétegvastagság és az adott nagy kerületi sebesség következtében a keletkező cseppek méreteloszlása egyenletesebb, mint hagyományos serleges porlasztás esetében. A tüzelőanyag-cseppecskék érintőirányban repülnek ki a rések közül. Amikor a porlasztási volumen 2 l/ó volt, a lapátkerékről leváló cseppek iránya a sugáriránnyal 85’-os szöget zárt be.Spraying occurs when a thin layer of liquid reaches and breaks off the outer edge of the groove wall. Due to the uniform film thickness and high peripheral velocity, the resulting droplets are more evenly distributed in size distribution than conventional bucket atomization. Fuel droplets fly out of the slots tangentially. When the spray volume was 2 l / h, the direction of the droplets from the impeller was at an angle of 85' with the jet.
A 3. ábrán vázolt kiviteli alak esetén a primer levegő tengelyirányban találkozik az érintőirányban kirepülő cseppekkel, a találkozáskor tehát a légáram a cseppek repülési irányára merőleges vagy ahhoz közeli szöget zár be. A primer levegő adagolása két úton át történik, az egyik a 19 csonk belső fala és a 20 persely külső fala között képződő csatorna, ami a primer levegő 60-70%-át képviseli, a másik áramlás pedig a 20 persely belső terén keresztül éri el a 15 horonysort, és ez a második áramlás gondoskodik a 11 tartóelem és a 12, csapágy hűtéséről. A két áramlás arányát a szerkezeti kiképzés meghatározza.In the embodiment illustrated in Figure 3, the primary air meets axially droplets that drop out tangentially, so that at the encounter, the airflow forms an angle perpendicular to or near the flight direction of the droplets. Primary air is supplied through two pathways, one through the inner wall of the stub 19 to the outer wall of the sleeve 20, which represents 60-70% of the primary air, and the other through the interior of the sleeve 20. a series of grooves 15, and this second flow provides cooling of the support 11 and the bearing 12. The ratio of the two flows is determined by the structural training.
Amennyiben a 12 csapágyat nem a 11 tartóelemben helyezzük el, hanem a 4 motor elülső szakaszánál, akkor a 20 persely el is hagyható, és ekkor a primer levegő csak egyetlen csatornán keresztül érkezik.If the bearing 12 is not located in the bracket 11 but at the front of the motor 4, the bushing 20 can be omitted and the primary air is supplied through only one channel.
A primer levegővel keveredő tüzelőanyag a tengely körül forgó, tengelyirányban előre haladó áramlási képet alakít ki. A kisebb méretű cseppeket a levegő inkább előre viszi, a nagyobb méretűek pedig a tengelytől nagyobb távolságra jutnak el.The fuel mixed with the primary air produces an axial forward flow pattern. Smaller droplets tend to be carried forward by the air, while larger droplets move further away from the shaft.
A szekunder levegő a 24 szekunder levegő csatorna folytatásában áramlik. A primer és a szekunder levegő között létesített, kezdetben nagy, majd folyamatosan csökkenő radiális távolság előnyös, mert a két eltérő sebességű és irányú áramlás egymás hatását éppen a kritikus szakaszon, azaz a cseppek kilépési zónájában nem zavarja. A 23 légterelő persely jelenléte és a 26 szitán keresztül megoldott légbevezetés éppen ebben a kritikus szakaszban bír nagy jelentőséggel. Ha a 26 szita helyett falat használnánk, akkor a primer és szekunder levegő áramlási tartománya közötti térben hirtelen nyomáscsökkenés, visszirányú szívóhatás lép fel, aminek egyik kísérőjelensége a homlokfalon olajcseppek megjelenése lenne. A 26 szitán keresztül annyi levegőt engedünk a rendszerbe, hogy a kritikus térrészben a szívóhatás ne érvényesüljön és az itt beáramló levegő is segítse a tüzelőanyagcseppek és a levegő keveredését. A légcsatomák ilyen kialakítása azt eredményezi, hogy ha a primer levegő sebességét egységnyinek, azaz v = 1-nek vesszük, akkor a 26 szitán kilépő levegő sebessége v = 0,5-0,6 és a 24 szekunder levegő csatornán a sebesség v = 1-1,5 között van. A primer és szekunder levegő csatornák eltérő szögű kúpos kiképzése a levegő sebességvektorok irányát úgy változtatja meg, hogy a levegő gázmolekuláinak pályája keresztezi egymást.The secondary air flows through the continuation of the secondary air channel 24. Initially large and then decreasing radial distances between the primary and secondary air are advantageous because the two flows of different speeds and directions do not interfere with each other at the critical section, i.e. the droplet exit zone. The presence of the deflector sleeve 23 and the air inlet through the screen 26 are of great importance at this critical stage. If a wall were used instead of sieve 26, there would be a sudden drop in pressure in the space between the primary and secondary air flow ranges, one of the side effects of which would be the appearance of oil droplets on the front wall. Through the sieve 26, enough air is introduced into the system so that the suction effect in the critical area is not exerted and the air inflowing there also facilitates the mixing of fuel droplets and air. This design of the air passages results in the primary air velocity being taken as a unit, that is, v = 1, the velocity of air leaving the sieve 26 is v = 0.5-0.6 and the velocity of the secondary air channel 24 is v = 1. It is between -1.5. The angular conical design of the primary and secondary air channels changes the direction of the air velocity vectors so that the paths of the air gas molecules intersect.
A két hatás együttesen örvénylést eredményez. Mivel az égés már a 26 szita felülete közelében megkezdődik, ez az örvénylés nemcsak levegő-tüzelőanyag keveredést, hanem bizonyos mértékű füstgáz recirkulációt is megvalósít.Together, the two effects cause turbulence. As the combustion begins near the surface of the screen 26, this vortex provides not only air-fuel mixing but also a certain amount of flue gas recirculation.
A 3. ábrán vázolt légbevezetés, tehát a 23 légterelő persely és a 26 szita használata a primer és szekunder levegő betáplálása közötti szakaszon nem korlátozódik a találmány szerinti ellenforgó porlasztási rendszerre, hanem bármely rotációs porlasztáshoz önmagában is felhasználható.The use of the air intake shown in Figure 3, that is, the use of the air deflector sleeve 23 and the screen 26 in the section between the primary and secondary air feeds, is not limited to the counter-spraying system of the present invention.
A találmány szerinti rotációs porlasztó berendezéssel a tüzelőanyag adagolását széles határok között változtathatjuk, és minden teljesítményhez hozzárendelhető egy optimális primer és szekunder levegő áramlás, valamint motor fordulatszám.With the rotary atomizer of the present invention, fuel delivery can be varied over a wide range, and each power is associated with an optimal primary and secondary air flow and engine speed.
A 3. ábrán vázolt rotációs porlasztóval méréseket végeztünk. A kísérleti berendezés 1-10 l/ó tüzelőanyag-mennyiséget volt képes elporlasztani. Az erre vonatkozó mérési adatok:Measurements were made with the rotary atomiser depicted in Figure 3. The test equipment was able to atomize 1-10 l / h of fuel. The relevant measurement data are:
NOx adatok kiemelkedően alacsonyak, a CO2 és O2 mennyisége pedig az ideális égéshez tartozó adathoz van közel. Az olaj gázszerűen égett, a lángkép kedvező, rövid volt.NOx data is extremely low and CO 2 and O 2 are close to ideal combustion data. The oil was gas burning, the flame was favorable, short.
Claims (12)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU9203395A HU211806B (en) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | Rotational pulverizer and air deflector for it |
| EP93924783A EP0665937A1 (en) | 1992-10-29 | 1993-10-29 | Rotational atomizer and air supply system for fuel burners using the rotational atomizer |
| AU54324/94A AU5432494A (en) | 1992-10-29 | 1993-10-29 | Rotational atomizer and air supply system for fuel burners using the rotational atomizer |
| PCT/HU1993/000061 WO1994010502A1 (en) | 1992-10-29 | 1993-10-29 | Rotational atomizer and air supply system for fuel burners using the rotational atomizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU9203395A HU211806B (en) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | Rotational pulverizer and air deflector for it |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU9203395D0 HU9203395D0 (en) | 1993-03-01 |
| HUT68763A HUT68763A (en) | 1995-07-28 |
| HU211806B true HU211806B (en) | 1995-12-28 |
Family
ID=10982487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU9203395A HU211806B (en) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | Rotational pulverizer and air deflector for it |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0665937A1 (en) |
| AU (1) | AU5432494A (en) |
| HU (1) | HU211806B (en) |
| WO (1) | WO1994010502A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0816619A (en) * | 1994-06-30 | 1996-01-19 | Casio Comput Co Ltd | Information processing system |
| DE102010047895B4 (en) | 2010-10-11 | 2014-01-30 | Outotec Oyj | Method for burning a liquid |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3220457A (en) * | 1961-09-11 | 1965-11-30 | Operation Oil Heat Associates | Liquid-fuel smash atomizing and burning apparatus |
| SU781496A1 (en) * | 1975-12-08 | 1980-11-23 | За витель С.К. Ивашов . - | Rotation injector nozzle |
| DE3518243A1 (en) * | 1985-05-21 | 1986-11-27 | Walter 7141 Kirchberg Kroll | Rotary burner |
-
1992
- 1992-10-29 HU HU9203395A patent/HU211806B/en not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-10-29 EP EP93924783A patent/EP0665937A1/en not_active Withdrawn
- 1993-10-29 WO PCT/HU1993/000061 patent/WO1994010502A1/en not_active Application Discontinuation
- 1993-10-29 AU AU54324/94A patent/AU5432494A/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUT68763A (en) | 1995-07-28 |
| AU5432494A (en) | 1994-05-24 |
| HU9203395D0 (en) | 1993-03-01 |
| EP0665937A1 (en) | 1995-08-09 |
| WO1994010502A1 (en) | 1994-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3946552A (en) | Fuel injection apparatus | |
| JP3497532B2 (en) | Gas-liquid mixing device | |
| US3980233A (en) | Air-atomizing fuel nozzle | |
| US3972182A (en) | Fuel injection apparatus | |
| US2602292A (en) | Fuel-air mixing device | |
| US6045058A (en) | Pressure atomizer nozzle | |
| US4198815A (en) | Central injection fuel carburetor | |
| US20090255258A1 (en) | Pre-filming air-blast fuel injector having a reduced hydraulic spray angle | |
| JPS61119919A (en) | Air and fuel injector | |
| JPH0329464B2 (en) | ||
| JPS6161015B2 (en) | ||
| IL35999A (en) | Combustion apparatus | |
| JPH09133326A (en) | Air blast spray nozzle | |
| RU2648430C2 (en) | Method for operating rotary atomiser, spray head and rotary atomiser with such spray head | |
| JPH11304111A (en) | Method for operating premixed burner | |
| JPS5832294B2 (en) | Air atomization fuel nozzle | |
| US6698208B2 (en) | Atomizer for a combustor | |
| JPH0849816A (en) | Method and equipment for distributing fuel in burner also proper to liquid fuel and also proper to gas fuel | |
| US7735756B2 (en) | Advanced mechanical atomization for oil burners | |
| CA1145571A (en) | Atomizing air metering nozzle | |
| HU211806B (en) | Rotational pulverizer and air deflector for it | |
| US3664804A (en) | Oil burner | |
| US4257236A (en) | Liquid atomizing device | |
| JPS6232973B2 (en) | ||
| US4562958A (en) | Method and device for spraying a liquid or a suspension |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |